2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study on chemical evolution by simulation experiments regarding the plasma processes and hydrothermal conditions with minerals under the Hadean Earth environments
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19H02017
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| Research Institution | Hiroshima Shudo University |
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Principal Investigator |
川村 邦男 広島修道大学, 人間環境学部, 教授 (50204772)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 満 熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 准教授 (40363519)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 生命の起源 / プラズマ / 熱水反応 / RNA / ペプチド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では，A：多段化学進化装置（Multi-HF）の開発，B：アミノ酸原料からタンパク質までの化学進化の解析，C：塩基・糖・リン供給源からのRNAまでの化学進化の解析，D：原始タンパク質と原始RNAの機能解析，E：計算化学による評価，の5項目からなり，令和2年度はＡ～Cを検討する予定であった。
項目A：Multi-HFの要素技術として超音波装置単独での試験をおおむね完了した．これによって、超音波装置と熱水フローリアクター装置を接続する際のノウハウと設計指針を明確にした．この結果，連続法がうまく作動しない場合の解決策として，超音波装置を周期的に作動させる逐次反応法を行うことに着眼した．
項目B：超音波装置単独によるアミノ酸原料からのペプチド生成過程を調べた．この結果，200～950kHzの超音波照射によってアミノ酸がなんらかの反応を起こすことを確認した．ただし，超音波照射条件と反応の関係を調べたところ，超音波照射の再現性が低く，再現性を向上する手法を検討することとした．一方，研究分担者によって，ナノパルス放電プラズマ照射によってアミノ酸等からペプチドが生成し得ることを確認し，各種条件下でのペプチド生成効率を検討した．また，電流電圧特性を調べてプラズマ性状とペプチド生成反応との関係を調べた．
項目C：ソルボンヌ大学の研究協力者M.-C. Maurel教授に加えてJ.-F. Lambert教授と大学院生によって，現地に設置した熱水フローリアクターを用いて，鉱物存在下でのヌクレオチド生成過程の解析を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
基本的な状況として，2020年度は新型コロナウイルス感染症の流行によって，ルーチン分析等を行うための研究補助員の手配が困難であったことによって，アミノ酸からのペプチド生成とRNAの機能解析については実験データの取得が難しかった．また，研究分担者との情報交換も十分に行えなかった．
項目Aは超音波反応の特性をおおむね明らかにして，単独で使う方法論についてはおおむね順調に進めた．一方で，熱水フローリアクターと連結するためには技術的な課題があり，それに対する試行錯誤のため遅れている．
項目BおよびCについては，研究分担者とともにアミノ酸からのオリゴペプチド生成反応の挙動を詳しく調べ，論文を投稿する準備を整えたので，ある程度順調に進んでいると自己評価できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナウイルス感染症の流行による制約はあるが，研究分担者および研究協力者との連携による情報交換を密にして研究を推進する．また，本課題の熱水フローリアクターと超音波装置あるいはパルス放電プラズマとの接続法については，完全な連続系が困難である場合には，逐次反応を行う手法を採用することで解決する予定である．
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